CN107216614A - 一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89‑93%；固化剂为式【1】、式【2】中的一种或者两种的混合物，占环氧树脂组合物总质量的3‑8%；环氧树脂为式【3】所示，占环氧树脂组合物总质量的2%~6%；助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，占环氧树脂组合物总质量的0.5‑1%。该环氧树脂组合物还可以含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂等。本发明环氧树脂组合物在玻璃化转变温度得到显著提升的同时，其弯曲模量也得到降低。可以解决其翘曲的问题和高填充量下流动性不足的问题，以使用传统的环氧树脂组合物的挤出机来连续生产。

Description

一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂组合物，特别是一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物。
背景技术
由于封装尺寸的变化幅度比芯片尺寸的变化大得多，扇出型晶圆级封装(FOWLP)技术吸引了业界更多的关注。采用该技术，端子数更多的芯片即使不缩小间距也可以进行封装，即使芯片收缩也无需变更封装尺寸。因此，FOWLP可以实现封装尺寸的标准化，同时可以实现多个芯片(可以是不同品种芯片)的混合封装。
FoWLP封装在技术上最大特点是无需使用印刷电路板(PCB)，加上I/O Port能弹性扩充、封装面积较小等优点，能大幅降低生产成本，且性能更佳提升。FoWLP在比晶片更广的面积中构成凸块阵列，可对应配线密度较低的载板凸块接点尺寸与间距，因不使用既有打线，其内部连结较短，有利于缩减整体封装厚度，且未使用打线与中介层，亦有助于降低成本，已经成为先进封装技术的发展要点。
迄今为止，相比较于传统的引线框架集成电路封装工艺，FoWLP不再使用引线框架，芯片直接使用环氧树脂组合物进行封装。由于封装体内只有芯片和树脂组合物，面积又大，因此翘曲是当前FoWLP面临的具大的挑战。因此需要将环氧树脂组合物的线膨胀系数降低到越接近芯片的线膨胀系数(约为4)越好，这样就要求环氧树脂组合物的填充量需要高达 89-93％，同时由于FoWLP后续工艺的要求，需要比较高的玻璃化转变温度。但是高的玻璃化转变温度同时带来了封装体脆，容易开裂，内应力大的问题。
现有使用在FoWLP的树脂组合物为液体树脂组合物，主要为环氧树脂和酸酐及硅微粉的组合，经过密炼机等混炼设备混炼而成，一方面其填充量不够，另一方面由于不能连续大规模生产，其成本高昂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种玻璃化温度高，封装后翘曲小的适用于FoWLP封装的环氧树脂组合物。可以解决其翘曲的问题和高填充量下流动性不足的问题，以使用传统的环氧树脂组合物的挤出机来连续生产。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特点是：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89％～93％，进一步优选90％～92％；所述的固化剂为式【1】、式【2】中的一种或者两种的混合物，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的3～8％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的2％～6％，进一步优选3％～5％；
式(1)、式(2)中：m，n为1-2；
所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.5％～1％。
本发明所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物中：优选固化剂采用式【1】和式【2】所示两种酚醛树脂的混合物其中：式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的1％～4％，式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的1％～5％。其中：进一步优选式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的2％～3％，进一步优选式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的4％～5％。
本发明所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的 0.5-1％。
本发明所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物中：所述的硅微粉优选为球形硅微粉；所述的球形硅微粉，其优选最大粒径为10μm或20μm或35μm。
本发明所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物中：所述的含有甲氧基的有机硅树脂的甲氧基含量优选为13％～25％，进一步优选为16％～20％。
本发明所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物还可以含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
本发明所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物可以采用以下的方法制备：将环氧树脂、硅微粉、固化剂、助流剂和其它材料如催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂等进行预混合后，将该混合物使用双螺杆挤出机熔融混炼均匀后迅速压延冷却成片状再粉碎而成。
本发明中使用的硅微粉(A为球形硅微粉，其含量为89％～93％最大粒径为10μm，20μm 和35μm。优选为20μm。
本发明中所述的式【1】、式【2】固化剂，在常温下为固体。式【1】、式【2】固化剂均是日本GUN El Chemical Industry Co.，Ltd公司生产制造的市售产品，商品名为NC25 和ELP20。式(2)中，取代基R1、R2生产商采用了保密处理。这两种酚醛树脂可以单独使用，也可以多种混合使用。本发明的助流剂优选为Dow Corning公司生产的市售产品，商品名这DOW3037。
发明人鉴于对现有技术的研究，发现通过在体系中通过将填料含量增加到89-93％时，树脂组合物的线膨胀系数可以更接近于芯片的线膨胀系数，进而可以较好的控制翘曲；而使用了本发明所示的式(1)、式(2)、式(3)的树脂后，玻璃化转变温度在得到显著提升的同时，其弯曲模量也得到降低。可以解决其翘曲的问题和高填充量下流动性不足的问题，以使用传统的环氧树脂组合物的挤出机来连续生产。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89％；所述的固化剂为式【1】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的3％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的6％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.5％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
实施例2，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的90％；所述的固化剂为式【2】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的6％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的2％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的1％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
实施例3，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的92％；所述的固化剂为式【1】和式【2】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的5％，其中式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的1％，式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的4％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的2％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.8％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
实施例4，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89％；所述的固化剂为式【1】和式【2】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的6％，其中式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的1％，式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的5％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的3％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.5％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
实施例5，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89％；所述的固化剂为式【1】和式【2】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的6％，其中式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的3％，式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的3％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的3％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.7％。所述的含有甲氧基的有机硅树脂的甲氧基含量为13％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。所述的硅微粉为球形硅微粉。所述的球形硅微粉的最大粒径为10μm或20μm或35μm。
实施例6，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的91％；所述的固化剂为式【1】，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的4％，所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的3％；所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.9％。所述的含有甲氧基的有机硅树脂的甲氧基含量为25％。该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。所述的硅微粉为球形硅微粉。所述的球形硅微粉的最大粒径为10μm或 20μm或35μm。
实施例7，一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物实验：
本实施例如中的评价是根据下列方法进行的：
(1)凝胶时间
按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.3条凝胶化时间进行测定凝胶化时间(s)。
(2)流动长度：
按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.2条螺旋流动长度进行测定流动距离(cm)。
(3)CTE及Tg：
按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.6条线膨胀系数及玻璃化温度来测定CTE及Tg
(4)弯曲强度/弯曲模量
按SJ/T 11197-1999环氧模塑料的第5.5条弯曲强度、弯曲模量来测定弯曲模量。
下表为实验参数与检测结果表：
从以上实验可以看出，本发明环氧树脂组合物产品的弯曲强度、弯曲模量等技术参数均要优于现有技术。

Claims (8)

1.一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：其主要成份包括环氧树脂、硅微粉、固化剂和助流剂；硅微粉的含量占环氧树脂组合物总质量的89％～93％；所述的固化剂为式【1】、式【2】中的一种或者两种的混合物，固化剂的含量占环氧树脂组合物总质量的3％～8％；所述的环氧树脂为式【3】所示，其含量占环氧树脂组合物总质量的2％～6％；
式(1)、式(2)中：m，n为1-2；
所述的助流剂为含有甲氧基的有机硅树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的0.5％～1％。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：固化剂采用式【1】和式【2】所示两种酚醛树脂的混合物，其中：式【1】含量占环氧树脂组合物总质量的1％～4％，式【2】含量占环氧树脂组合物总质量的1％～5％。
3.根据权利要求1所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：环氧树脂采用式【3】所示的环氧树脂，其含量占环氧树脂组合物总质量的3％～5％。
4.根据权利要求1-3任何一项所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的硅微粉为球形硅微粉。
5.根据权利要求4所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的球形硅微粉，其最大粒径为10μm或20μm或35μm。
6.根据权利要求1-3任何一项所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的含有甲氧基的有机硅树脂的甲氧基含量为13％～25％。
7.根据权利要求6所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：所述的含有甲氧基的有机硅树脂的甲氧基含量为16％～20％。
8.根据权利要求1-3任何一项所述的一种适用于扇出型晶圆级封装的环氧树脂组合物，其特征在于：该环氧树脂组合物还含有适量的催化剂、着色剂、脱模剂、离子捕捉剂、偶联剂、应力吸收剂中的一种或多种。
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